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fertigungstechnik referate |
I) Theoretische Grundlagen der spanlosen Umformung
II) Pulvermetallurgie
III) Schneiden mit Scheren
IV) Schnitte (Schnittwerkzeuge)
V) Stanzverfahren
VI) Biegen und Richten
VII) Kunststoffverarbeitung
1. Theoretische Grundlagen der spanlosen Umformung
1.1. Einleitung der Umform-Verfahren
- Umformen durch unmittelbaren Druck (oder Zug):
Stauchen, Walzen, Schmieden (Strecken, Ziehen)
Werkstoff fließt quer zur Druckrichtung
- Umformen durch mittelbaren Druck:
Werkstück wird in eine Form gedrückt (gequetscht) und/oder wird durch eine Form gezogen
(Durchziehen, Strangpressen, Fließpressen, diverse Stanzverfahren, Prägen)
- Druckumformung:
Stauchen, Pressen, Walzen, Strang-, Fließpressen
- Zugumformung:
Recken (reines Strecken von Material)
Weiten
- Zug-Druck-Umformung:
Durch-, Tiefziehen, Pressen (Drücken)
- Biegeumformung:
Einbördeln Druckumformen
(+ etwas Biegeumf.)
- Schubumformung:
Verdrehen
- Umformen ohne Wärmen (Kaltumformen):
DIN 8580
- Umformen mit Wärmen (Warmumformen):
Grenze:
Rekristallisationsgrenze
Rekristallisation:
Gefügeneubildung im festen Zustand,
die Atome bilden ein neues unverzerrtes Gitter
1.2. Definition der Formänderung
Bei der Umformung wird die Schubfestigkeit der Kristallite überschritten => VERZERRUNG
Festigkeitssteigerung (vgl. s-e-Diagramm). Bei der Warmumformung gibt es keine Verzerrung,
da andauernd eine Rekristallisation stattfindet. kugelige Graphiteinschlüsse
Grundsätzlich sind Metalle inkompressibel => V=konst. (Ausnahme: Spherusguß)
a) absolute FA
Dl=l1-l0 gemessen in mm
Db=b1-b0
Dh=h1-h0
b) gezogene FA
[1]
Verlängerung positiv
Verkürzung negativ
c) FA-Verhältnis
d) Logarithmisches FA-Verhältnis
("Umformgrad")
x y z
1 2 3
Summe der Umformgrade ist Null.
Umrechnung e j:
Bsp:
Stauchen eines Quaders
Bsp:
Stab wird in zwei Folgen gedehnt:
Bsp:
geschl. Walzkaliber
1.3. Formänderungs (FA) -Geschwindigkeit
innere Ableitung vw Geschwindigkeit der Arbeitsbahn des Werkzeugs
1.4. FA - Festigkeit
"Fließspannung"
ist jene resultierende Spannung, bei der ein Fließen beginnt
1-achsiger Spannungszustand:
2-achsiger Spannungszustand:
späterer Fließbeginn wegen der Querverformung
3-achsiger Spannungszustand:
Beim mehrachsigen Versuch ist eine Kombination aller Spannungen für den Fließbeginn maßgebend
T Hypothese
Schubspannungshypothese:
Gestaltänderungshypothese:
Praktisch wird kf auch aus (Umform-) Versuchen gewonnen.
Bei der Kaltumformung hat die Umformgeschwindigkeit einen nur geringen Einfluß auf kf (unter 20%);
bei der Warmumformung großer Einfluß von(bis 100% oder mehr).
(Vergleiche Vorteil hydraulische Presse & Schmiedehammer)
kf0 lt. Fließkurve
1.5. FA - Kraft
steigt von der Kaltverformung von f0 auf fmax
Fth = A1.kf =
Fth theoretisch (ohne Reibungsverluste)
kf aus Fließkurve;
1.6. FA - Arbeit
z.B.: Stauchen
(Kraft x Weg) momentane momentane
Fläche Höhe
kf kf kf kf
warm
Wth= V kf j [Nmm]
warm mm³ N/mm² [1]
Wth=V kfm j
kalt
für V=1mm³:
bezogene FA-Arbeit (Umformarbeit für) 1mm³
z.B.: Kurve
aus Tabelle 500
besser:
1.7. FA-Wirkungsgrad hF & FA-Widerstand kw
Durch praktisch immer vorhandene Reibung insbesondere zwischen
Werkstück und den Arbeitsbahnen (Einfluß von Schmierung)
ist die tatsächliche Umformkraft geringer
tatsächlicher Widerstand größer
Im Allgemeinen ist hF = 0,4..0,9 bei der Kaltumformung höher als bei der Warmumformung hF = 0,2..0,5
hF hängt aber auch von den geometrischen Umformbedingungen ab.
Walzen:
1.8. Umformleistung
1.9. Umformkraft bei Verfahren mit indirekter (mittelbarer) Kraftwirkung
gilt nur bei direkter Krafteinwirkung
beim Durchziehen, Fließ- und Strangpressen setzt man die äußere Arbeitskraft (Kraft x Weg),
dr inneren Formänderungsarbeit gleich F
a) Durchziehen
wobei:
f (a, Schmierung)
*) nach der Kaltverfestigung
b) Strangpressen (warm)
;
f(a) (Formgebung
der Matrize)
Schmierung mit Glasstaub
1.10. Verhältnis beim Walzen
a) (Greif-), Einzugsbedingung
Wenn Bedingung erfüllt, kann Walzgut durch Reibung eingezogen werden.
b) Durchziehbedingung
Grenzfall:
allg. Lagen der Fließscheide
zur Aufrechterhaltung des Walzens:
Fließscheiden begrenzen die Gebiete verschieden gerichteten Werkstoffflusses (auf der Arbeitsbahn).
Beim Walzen entsteht eine Rückstauzone (Rückstaugebiet) und eine Voreilzone.
Durch Anschieben oder Anziehen des Walzgutes kann die Durchzugsbedingung noch
überschritten werden.
angetrieben
Steckel-Kaltwalz-Gerüst
c) FA, Arbeit, Leistung
Walzen ist praktisch ein permanentes Stauchen
zwischen balligen Flächen.
Die resultierende Stauchkraft F greift im
Schwerpunkt der Druckverteilung, im Abstand a, ein.
Vereinfachte Annahme: Gleichmäßige Druckverteilung im Walzspalt
ld gedrückte Länge
sehr klein T fällt weg
;
proj. Fläche!
b Walzbreite
mm mm mm N/mm²
A'
F
wobei:
(kalt) (Fließkurve)
Leistung des Motors
2. Pulvermetallurgie
2.1. Prinzip der Anwendungsgebiete
Herstellung von Teilen aus metallischen Pulvern (bzw. Gemisch) durch Verpressen und anschließendem
Glühen unter dem Schmelzpunkt.
a) Metalle mit hohem Schmelzpunkt
W (Wolfram), Mo (Molybdän), Ta (Tantal)
Im flüssigen Zustand nicht möglich; da eine chemische Reaktion eintreten würde.
b) Herstellung bestimmter Metallegierungen
(im flüssigem Zustand nicht löslich)
Diese ermöglichen die Kombination bestimmter Eigenschaften.
W+Ag W+Cu
Werkzeugelektroden für die Funkenerosion
c) Legierungen mit sehr kleiner Korngröße
(für kleine Baugrößen) z.B.: Magnetmotoren (Dauermagnete)
Fe, Ni, Co, Al
d) poröse Werkstoffe (-stücke)
Sinterlager mit Notlaufeigenschaften, Feinfilter (für Flüssigkeiten und Gase),
Flammensperren, Platten für diverse Akkus
e) wirtschaftliche Herstellung von kleinen Massenteilen
f) Metalle mit keramische Anteile
für
- Glühwendeln (ThO2)
- Schweißelektronen
- Elektronenröhren ( bessere Zündeigenschaften)
g)
- Hartmetalle
- oxidkeramische Schneidstoffe (Al2O3)
- Diamantsplitter
- Heizleiter SiC (Siliziumcarbit)
2.2. Pulverherstellung
a) mechanische Herstellung
mahlen
Schlagmühlen, cool-stream
b) Granulieren von Schmelzen
Schrotkugeln
Eingießen oder Einspritzen in Klassen (grobe Teile)
c) Zerstäuben im Luftstrahl
RZ-Verfahren
Flüssiges Roheisen wird mittels Preßluft zerstäubt, die entspechenden Teilchen sind porös (hohl)
und oberflächlich oxidiert.
Nach dem Abschrecken wird das Pulver getrocknet und geglüht
Frischwirkung; es entsteht ein Eisenteilchen (weiterhin porös)
10Fe3C + 3Fe3O4 39Fe + 8CO + 2CO2
RE Zunder Glühen
d) Zerstäuben im Wasserstrahl
NE-Metallpulver Ni, Cu, Al, Messing
e) durch Kondensation von Metalloxidteilchen
W, Mo (hochschmelzende Metalle)
Erz wird feinst vermahlen erhitzt Metalloxiddampf wird niedergeschlagen
reduziertes
Glühen
WO3 WO2 WO W
f) elektrolytische Verfahren
Ausscheidung von Metallpulvern in wässriger Lösung;
(stark O-haltiges) Pulver muß dann reduziert werden. WC
2.3. Pressen von Pulver zum Pressling
Die Dichte des Presslings wird von der Druckaufbringung beeiflußt, sie soll möglichst gleichmäßig sein.
einseitige Pressung: doppelseitige Pressung:
flache Werkstücke; Praktisch realisiert durch nachgiebige
größte Dichte unter dem Preßstempel Matrize, Preßdruck (nur) von oben.
Bei abgestuften Preßlingen muß in verschiedene Füllräume aufgeteilt werden
- das Einfüllen kann nur mit waagrechter Oberfläche (Einfüllung) erfolgen.
Es sind bewegliche Stempel erforderlich.
wobei:
Füllhöhe Füllfaktor Werkstückhöhe
Bsp:
Werkstück mit w=10 mm zu pressen; St-Pulver
; 100g Fe-Pulver haben V=35 cm³
(Misch-) Pulver mit unterschiedlicher Korngröße ergeben die optimale Dichte beim Pressen.
Beim Pressen werden die Teilchen elastisch und zum Teil plastisch verformt.
Es gibt innere Spannungen die erst beim Sintern (Glühen) abgebaut werden.
a) Ausstoßverfahren:
Beim Preßhub gibt die abgefederte Matrize unter der Reibung nach; doppelseitige Pressung;
Abgefederte Stempel geben bis zum Aufsitzen der Ausstoßplatte (13) nach.
Nach Hochgang des Preßstempel wird das Werkstück durch Hochbewegung der Ausstoßplatte
freigelegt. Eventuelle Ausschußgefahr durch Zurückfedern der Stempel oder der Matrize.
(Maschinenaufwand: normale doppelseitige Presse)
b) Abziehverfahren:
Die Stempelplatte (5) bleibt am Niveau, beim Pressen gibt die Matrize (9) mit den Verbindungssäulen (10) und dem Abziehstempel (Platte) (6) gibt nach unten nach (Wegdrosseln des Hydrauliköls der Presse), der bewegliche Stempel kommt zum Aufsitzten,
anschließend wird zur Freilegung des Werkstückes die Matrize aktiv weiter abgezogen.
Keine Ausschußgefahr, einfacher Werkzeugaufbau, zusätzliche Abzugfunktion.
Vor dem Füllen des Werkzeugs wird mit einem Gleitmittel ausgestrichen.
(Maschinenaufwand: hydraulische Presse mit abziehbarer Matrize)
c) Schlauchpressen:
Zum Pressen von Halbzeugstangen von W, Mo die in der Folge nach dem Sintern, Walzen
und Schmieden weiterverarbeitet werden (z.B.: auch spanlos).
d) Pulverschmieden:
(Sinterfoding, Sinterschmieden)
Stahlrohling Schmiedetemperatur im geschlossenen Gesenk verformt.
Beim Erwärmen ergibt sich schon der Sintervorgang, beim sofortig anschließenden
Gesenkschmieden erfolgt eine weitere Verdichtung - keine Volumskonstanz
(kleines kw als bei Stahl, höherer Umformgrad in einem Werkzeug (-gesenk) realisierbar,
kaum Zunderbildung, der Preßling hat genaues Volumen, keinen Grad, hohe Oberflächengüte).
2.4. Sintern
Beim Glühen unter dem Schmelzpunkt der Pulverteilchen ergibt sich eine Atomdiffusion, die
Poren (Hohlräume) werden weitgehend bis ganz abgebaut; Kornwachstum verfügbare
Festigkeit entsteht (bis zu 30% Dichtesteigerung bzw. Volumsverringerung).
Zu lange Sinterzeit ergibt zu
großes Kornwachstum
Bezüglich der Werkstoffeigenschaften (Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Dichte) gibt es eine optimale
Sintertemperatur. Zu hohe Temperatur ist nicht günstig (Vorwachstum der Poren).
Sintern mit flüssiger Phase:
Preßling ist aus einem Pulvergemisch, davon hat ein Anteil einen niedrigeren Schmelzpunkt
und wird beim Sintern flüssig Auffüllen der Poren,
"innere Verlötung" & Atomdiffusion zwischen den Körnern
W + 10% Fe - Ni
Hartmetall: 70-90% Karbide (WC, TiC), 10-30% Co
Beim Sintern tritt ein Verzug ein (bis 30%), beim gleichmäßig verdichteten Preßling
ist kein Verzug zu erwarten.
2.5. Nachbehandlung von Sinterteilen
a) Kalibrieren:
oberflächiges Nachpressen genaue Endmaße (Passung)
b) Infiltieren:
Tränken vom porösen Sinterkörper mit Buntmetalle im Sinterofen.
c) Impregnieren:
mit Öl, Kunstharz, Lack, selbstschmierende Lager, Notlaufeigenschaften
d) Galvanisieren:
Erfordert eine gewisse Dicke, ansonsten muß man vorher mit Kunstharz impregnieren.
e) spanlose Weiterverformung:
(bei hochschmelzenden Metallen)
als Warmformgebung, auch beim Durchziehen vom Draht (Heizmanschette vor geheizter Düse)
Es ergibt sich trotz Warmformgebung eine Festigkeitssteigerung zwischendurch
Rekristallisations- (Weich-) Glühen erforderlich.
f) Einsatzhärten bei Eisensinterteilen
2.6. Hartmetalle
W-Pulver wird mit C-Staub vermischt Mischpulver wird dann zu Blöcke gepreßt
im Ofen geglüht (W + C = WC) der Block wird wieder vermahlen (WC-Pulver),
Zumischen von Co WC + Co pressen und anschließend im flüssigen Zustand sintern.
Strangpreßmatrizen, Ziehsteine, für Bohrerbestückung, diverse Düsen aller Art, Schneidplättchen,
Hammerbacken,
großes E-Modul: 700.000 N/mm² (Stahl: 200.000 N/mm²)
3. Formänderung aufgrund der Teilbarkeit
3.1. Verfahren untergeordneter Bedeutung
Spalten
von geschichtetem Material: Holz, Stein,
Brechen von Erz, Zerreißen nach Einkerben
Beißen und Schneiden
a) drückender Schnitt
Stanzen, Messerschnitt
b) ziehender Schnitt
Durch den Längsvorschub
wird der wirksame
Keilwinkel kleiner
3.2. Abscheren
3.2.1. Schneiden mit Scheren
3.2.1.1. Prinzipielle Kräfte
Die Scherkraft F wirkt im Schnittpunkt der Schwerzone des Kaumoments F.A, bleibt bei zugeschärften
Schneiden gering, anfangs plastische Verformung der Oberfläche, eindringen, schräge Einrisse,
völliges Durchbrechen. Wegen Schrägeinrisse ist ein Scherspalt günstig.
3.2.1.2. Hebelscheren
z.B.: Handblechschere
Bei gekrümmter Schere bleibt a kanstant, bei zunehmendem Schnitt bleibt a konstant (vgl. Tafelschere).
Für dicke Bleche die Hebelschere mit zweifacher Hebelübersetzung.
Merkmal: gekröpfter Scherenständer
Der gekröpfte Scherenständer ermöglicht, daß der vom oberen Scherblatt abgetrennte Blechteil
ohne Klemmen auslaufen kann; langer Schnitt durch mehrere Einzelschnitte ermöglicht.
Zum Abscheren von Profilen muß der Querschnitt allseitig umschlossen sein (gilt auch für
Parallelscheren), sonst totales Verquetschen.
3.2.1.3. Parallelscheren
Meist maschinell betätigt, das obere Scherblatt wird durch senkrecht geführten Schlitten hydraulisch
oder durch Exzenter des Schwungrades mechanisch bewegt.
Kraftangriff wandert, sodaß die Führungen ungünstig beansprucht sind. Verhinderung des Kauens
durch Niederhalter. Dieser wird bei mechanisch betätigter Schere mittels Kurvenscheibe voreilend
aufgesetzt. Die Kurbelwelle wird für jeweils eine Umdrehung gekuppelt.
Vor Schnittbeginn liegt der Niederhalter auf.
Kaumoment
Typen:
a) Durchschiebescheren
werden oft händisch betätigt (mit Zahnstangenverschiebung) oder mit Schwungrad
geg.
Gekröpfter Ständer ermöglicht auch hier das Abfließen bei langen zusammengesetzten Schnitten.
Ausführung oft als kombinierte Schere mit Lochstanze und Profilstahlschere.
b) Blechtafelschere
Vor der Schere werden auf Höhenniveau des unteren Scherenblattes Rollen angebracht
um die Blechtafel zu manöfrieren.
c) Aushauschere
"Nibbeln"
Ein Schnittstempel arbeitet mit auch möglich großer Hubzahl 1000-2500 1/min gegen eine
Schnittplatte, das Blech wird nach jedem Hub weitergeschoben aufeinanderfolgende "Späne"
ergeben beliebige Durchbrüche in Blechtafeln. Hohe Lärmentwicklung, deshalb geführter Schnittstempel
nur bei einfachen Maschinen (Handvorschub des Bleches).
d) Kopiernibbelmaschine
heute CNC gesteuerte Stanzzentren:
Stempel sind flachgeschliffen; verschiedene Stempelformen und zugehörige Matrizen
in Magazinen können gleichzeitig gewechselt werden.
Es können auch einzelne Löcher geschnitten werden.
Blechtafel wird am Rand mit Zangen festgehalten und wird mit Schrittmotoren
schnell bewegt.
3.2.1.4. Kreisscheren
rotierende kreisförmige Messer ermöglichen
D > (20 30)s
a) gerade Schnitte
| Scherebene !
b) Kreisschnitt
Die untere, doppelkegelstumpfförmige Scheibe (untere Scheibe) wird schräggestellt und auch um a
entgegen der Drehrichtung versetzt angeordnet.
Weiters wird der Mittelpunkt M der Blechronde senkrecht vor A angeordnet
kein Verquetschen von Ronde und von Außenring
c) Kurvenschnitt
d) Kreisschere für Rundschnitte
3.3. Lochen
Abscheren von Zylinderflächen
a) dicke Bleche
Wegen der konischen Einrisse führt man einen Scherspalt aus geringer Kraftaufwand,
jedoch leicht konisches Loch mit rauher Oberfläche.
In Brücken- und Kesselbau meist dynamische Beanspruchungen; muß wegen der Dauerbruchgefahr aufgebohrt & gerieben werden.
b) dünne Bleche
Durchschlag über Lochplatte oder Schraubstockbacken;
Schnittwerkzeug bei hoher Stückzahl
3.4. Schneiden mit Schnitte
Zum Ausschneiden von Teilen mit beliebigen Umrissen und Durchbrüchen von dünnem Blech
(unter 3..5 mm), mit Schnittstempel und Schnittplatte.
Für geringe Stückzahlen mit Laserschneidgeräte;
außen Begrenzungsschnitt, innen Lochschnitt
Bauteile der Schnitte:
Schnittstempel, Schnittplatte, Einspannzapfen
Ermöglicht bereits das einfachste Schneiden eines Werkstücks;
Schlittenführung muß ziemlich spielfrei sein.
Alle weiteren Bauteile betreffen:
Stempelführung, Vorschubbegrenzung des Blechstreifens
Auswerfen oder Ausstoßen
Vorschubmöglichkeiten
(oft wird vom Blechstreifen weggearbeitet)
Hand-, Maschinenvorschub (hubanhängig)
Seitenschneidervorschub (meistverbreitet); Werkzeug heißt Folgeschnitt (BS 17)
l = w + s1
Die Lage des Seitenschneiders ist prinzipiell egal.
3.4.1. Bauteile
Oberteil:
- Schnittstempel aus Wt - Stahl gehärtet
- Einspannzapfen
- Zapfenplatte
Stempelplatte mit eingebautem Stempel, gehärtete dünne Druckplatte bei dünnem Stempel
(plastische Verformung [Kriechen]).
Sehr kleiner Schnittspalt bei dünnen Blechen (bis zu Spielpassungen);
Durchbruch durch Erodierung oder Feilen; anschließend härten
3.4.2. konstruktive Ausführung
Die Güte der Führung beeinflußt stark die Lebensdauer.
a) Freischnitt
Stempel, Schnittplatte (BS 19)
b) Plattenführungsschnitt
spielfreie Schnittführung an der Maschine ermöglicht enge Passungen, Unfallsicher (BS 20)
c) Säulenführungsschnitt
für große Werkstücke, gut zusätzlich
(zum Werkzeug), genormte Führungsgestelle,
Schnittstempel+Schnittplatte sind einzubauen.
Ober- mit Unterteil sind durch 4 Säulen geführt.
(BS 21)
d) Gesamtschnitt
Schnittplatte und Schnittstempel sind
wechselweise im Ober- und Unterteil.
Gilt auch als Doppelfunktion.
Schnittstempel für Umgrenzungsschnitt
(BS 23)
e) Messerschnitt
besteht nur aus Oberteil;
Zum Ausschneiden von Teilen mit
welchem Material (weiches Blech, Pappe,
Karton [Puzzle], Dichtungen [Gummi])
Unterteil:
Holzplatte, Hartpapier
Schnittstempel:
- innen (Lochschnitt)
- außen konisch
Pressenhub:
< 8 mm, wegen Unfallgefahr
eingebauter Federauswerfer
(BS 40)
f) Feinschnitt
erfordert 3-fach hydraulische Presse. Das Blech wird auf seiner
gesamten Oberfläche (Werkstückbereich) gespannt bzw. gepreßt;
Ringzacke verhindern seitliches Abfließen (Ausweichen);
nun erfolgt ein Verschieben der beiden übereinanderliegenden
Paßstempel; der Blechquerschnitt wird verschoben;
aus dem bestehenden 3-achsigen
Druckspannungszustand T glatte Schnittfläche
(BS 23)
g) Gummischnitt
Werkzeug besteht aus geschliffener Schablone
inkompressibel Gummipaket schert den Blechüberlauf
ab (nicht zu schmal); Schablone ist rundumgeschliffen;
sehr billiges Werkzeug für kleine Stückzahlen von
weichen Blechwerkstücken (< 1,5 mm);
u ist rundum erforderlich.
(BS 38)
3.4.3. Wirtschaftlichkeit bei Schnitten
I) Werkzeugwahl (Type)
nach der Form des Werkzeugs
Einzelwerkzeug mit kompliziertem Aufbau oder mehrere einfache Werkzeuge
(erfordert entsprechend mehrere Pressen und erneutes Einlegen; danach fix und fertig)
1-ster Durchgang, Massenteile gleich in einem Werkzeug
II) Werkstoffwahl für das Werkzeug
Schnittkanten aus Werkzeugstahl gehärtet, übrige Bauteile können aus Baustahl oder
Kunststoff (Holz) sein, auch aus Hartmetall = Schnittkanten (Gewichtsbelastung) Wahl der Führung des Werkzeugs (zylindrisch) entsprechend der Lebensdauer bzw. der geplanten Stückzahl
III) Werkstoffausnutzung
Blechstreifen soll möglichst gut ausgenutzt werden
Anschnittverluste, Steg- und Randverluste
z.B.:
- Seitenschnitte möglichst am Beginn ausführen
- Ausführung von Wendeschnitten
- Trennschnitt von Außenkante weggehend
Automatisierungsmöglichkeiten sind zu prüfen
hK=0 Material völlig Kerbunempfindlich bK=1
hK=1 total Kerbempfindlich bK=aK
(BS 92)
4. Stanzen
Enthält alle Biege-, Streckverfahren zur Massenfertigung kleiner Gebrauchsgegenstände oder
Maschinenteile. Aus dünnem Blech oder Kunststoff, aber auch große Karosserieteile und örtlicher
Vorgebung durch Fließen im gegebenen Werkstück.
Verformung allgemein über sF und kF durch Druck oder Schlag oder Zug.
4.1. Biegestanzen
(Biegeumformen [BS 96])
äquidistante Formgebung
von Patrize & Matrize
Biegefließgrenze sbF
da vor jeder plastischen Verformung ein elastischer
Anteil entsteht zurückfedernd
Biegen mit Überdruck verringert das Zurückfedern.
Zuschnittslänge = Länge der Neutralfaser
nur bei engen Biegekanten ist ein Korrekturfaktor zu
berücksichtigen; mögliches Problem "Schlupf" (BS 100)
4.1.1. Biegekraftbedarf
(b Werkstkbreite)
Fb
Biegekraft möglichst quer zur Walzrichtung
4.1.2. Ausgeführte Werkzeuge laut Buch
(BS 106)
Biegen in der Folge; oft erforderliche abgefederte Biegestempel:
Die Vorspannkraft der Feder muß größer sein als die erste Biegephase. Für den Resthub muß der
Federweg ausreichen. Im Allgemeinen steht eine normale Exzenterpresse zur Verfügung, d.h. in einem
Hub muß alles fertig sein. Die Einstellung gegenüber dem unteren Todpunkt muß exakt vorgenommen
werden.
Federkraft:
c Federkonstante (groß steife Feder
klein weiche Feder, dünne Feder groß gewickelt)
4.2. Formstanzen
BS 118
Für Vertiefungen in flachen Werkstücken; Versteifungsrippen
(z.B.: Schriftzüge im Blech, Nummerntafel)
Aufstellen von Blechrändern
Nachprofilieren von Tiefziehteilen für engere Kanten
4.3. Rollstanzen
BS 111
reine Biegeumformung
zum Einrollen vorgebogener Blechränder (Scharniere, Versteifungen, )
Dieses Vorbiegen heißt 'Ankippen' mittels einfachen Biegestanzwerkzeug, sonst würde der Blechstreifen im Rollstanzwerkzeug ausknicken. Günstig ist das seitliche Spannen während des Einrollens. Die Rollnut kann im Ober- oder Unterteil oder auch zur Hälfte angeordnet sein.
Werkstücklänge entsprechend der neutralen Faser
4.4. Bördelstanzen
BS 117
zum Einrollen der Ränder von runden Tiefziehteilen
eine sehr hohe Zug-Druck-Biegeumformung
Ein- und Ausbördeln unmittelbar hintereinander in einem Hub. Durch die Stabilität des runden Werkstücks keine Knickverfahren.
4.5. Planierstanzen
BS 123
zum Ebnen bzw. Ausrichten von kleinen verbogenen Blechteilen
Nur durch geringe plastische Verformung an der Oberfläche zu erreichen.
4.6. Gummistanzen
BS 119
Oberstempel ist ein inkompressibles verformbares Gummikissen.
Als Biege- oder Formstanzwerkzeug ausgeführt. Möglichst wenig Reibungsverschiebung.
4.7. Prägestanzen
BS 121
Herstellung von Münzen, Medaillen, Plakette,
mit genauer Werkstoffmenge, mit Überschußgrat der abgeschert werden muß. Einpressen von Mustern oder Schriften in Werkstücke (insbesondere Blech). Es ist eine Kaltverformung im geschlossenen Gesenk; der Druck zwischen den beiden Prägestempeln wird hydraulisch oder als Schlag so hoch, daß die Oberfläche fließt, hier auch eine Volumskonstanz. Kaltverfestigung und weniger Verschleißgefahr
Kniehetzelpresse günstig
Der original Prägestempel wird graviert, über einen Negativ-Zwischenstempel werden dann die Gebrauchsprägestempel hergestellt; aus legiertem Werkzeugstahl gehärtet.
Bei Medaillen wird das stark vergrößerte Modell über eine Form in GG gegossen, dann wird über eine Reduzierfräsmaschine der verkleinerte Originalstempel hergestellt und anschließend wird der Gebrauchsstempel hergestellt.
5. Tiefziehen
BS 128
5.1. Prinzip, Anwendung und Kräfte
Herstellung topfartiger Hohlkörper aus flachen Blechscheiben (Ronde, Platine);
mittels Ziehstempel, -ring und erforderlichen Niederhalter gegen die Faltenbildung;
extreme Zug-Druckumformung
Die Blechstärke bleibt im Mantelteil etwa konstant (Boden bleibt unverformt) Volumskonstanz
die Oberfläche bleibt konstant: entsprechende Zuschnittermittlung
Besonders (bildsame) gut formbare Tiefziehbleche mit hohem dB
Das Blech wird gefettet (eingeölt). Ziehstempel und -ring sind mit einem Mindestradius
auszuführen (poliert).
FN Niederhalterkraft
Erfahrungswert
1 N/mm²
< 1
Zugfestigkeit des Blechs
Umformung
f = f(m)
mmin = 0,55 in einem Zug
m3 =
Ziehspalt = 1,1 1,3 . s
5.2. Werkzeugausbildung
BS 149
Grundsätzlich kann die Ausführung auch umgekehrt sein. Bei einem einfachen Tiefziehwerkzeug für eine einfachwirkende Presse muß der Niederhalter mittels Feder beweglich eingebaut sein.
Vorspannkraft FV = FN (.1,1)
Bei 2-fach wirkenden Tiefziehpressen ermöglicht sich eine getrennte Niederhalterbewegung durch die Maschine (Kurvensteuerung wie beim Niederhalter für Blechtafelscheren)
einfache Werkzeugausbildung ohne Feder
5.3. Sonderziehwerkzeuge
BS 152
kegelförmige Hülsen, Rückstoßzug für abschließende Verengung (Kantigmachung) der Bodenrundung
Stülpzug
für geringe Ziehhöhe gibt es auch Gummiwerkzeuge
Es gibt auch Tiefziehen mit Wirkmedien z.B.: Flüssigkeiten, Gasentladung
6. Abstreckziehen
BS 144
z.B.: als Verbundwerkzeug (vgl. Durchziehen von Rohren)
Ermöglicht höhere und dünnere Wände (Achtung: Rißgefahr)
Anwendung: z.B.: Töpfe, Geschirr
7. Verbundwerkzeuge
BS 167
7.1. senkrechte Arbeitsfolge (BS 167)
Mehrere Arbeitsverfahren (Schnitt- und diverse Stanzverfahren insbesondere Tiefziehen) werden in einem Werkzeug kombiniert auch komplizierte Massenteile. Es gibt Werkzeuge mit senkrechter
Arbeitsfolge (z.B.: Schnitt und Stanze).
7.2. waagrechte Arbeitsfolge (BS 170)
Bei waagrechter Arbeitsfolge können z.B.: 10 Arbeitsfolgen nebeneinander sein.
8. Streckziehen
BS 146
Für größere Ziehteile, Verkleidungen, Karosserieteilen bei kleinen Stückzahlen (<100). Die Blechtafel wird möglichst umseitig am Rand gespannt, ein konvex-geformter Stempel aus Wachs oder Holz wird hydraulisch zugestellt. Schmierung mit Federweiß. Geringere Umformgeschwindigkeit,
großer Randabfall.
Man erspart sich das teure Tiefziehen.
Wandstärke bleibt nicht immer konstant.
Zugumformung
9. Weiten
BS 156
Ein Zugumformen zum Vergrößern von Hohlkörpern.
a) Aufweiten
Vergleiche Arbeitsbeginn von Bördelstanzen
b) Ausbauchen
reine Zugumformung
Ausbauchen in der Mitte eines Hohlkörpers mittels Dornen und Keilsegmenten oder nachgiebigen Gummistempel oder durch Energieentladung, aber auch durch Flüssigkeiten oder Gase.
Auch hier Einstauben zur Verringerung der Reibung.
Zur Herstellung von Drehkörpern aus dünnen Kreisscheiben mittels Drückfutter (Holz, Metall, Kunststoff) und Drückstahl (= alter Handwerksberuf 'Metalldrücker').
Auch zur weiteren Formgebung von Tiefziehteilen, mäßige Drehzahl ( 300 m/min), Fettschmierung
Für geringere Stückzahlen bzw. wenn Tiefziehen sich nicht lohnt, eventuell Zwischenglühen
Bei dickeren Blechen verwendet man Drückrollen montiert auf dem Werkzeugschlitten, kopiergesteuert
früher für Blechgeschirr (insb. NE-Metalle, z.B.: Aluminium)
heute für Friedhofvasen und Lampenschirme
10. Abstreckdrücken
Es wird mit mächtiger Kraft gearbeitet, Wandstärke wird verschmälert.
Ist eine reine Druckumformung zur Wandstärkenverringerung von Tiefziehteilen (Elektrogeschirr, Bremstrommeln, Triebwerksdüsen)
sehr hohe Druckkraft
Bei zylindrischen Teilen auf zwei gegenüberliegenden Rollen aufgeteilt Druckfutter bleibt praktisch druckfrei
sehr kleiner Vorschub
Die exakt massivgelagerten Drückrollen sind gehärtet und poliert, man bekommt hohe Genauigkeit ( )
und eine hohe Oberflächengüte -1mm
11. Fließpressen
(Kaltspritzen)
insbesondere zum Herstellen von Tuben
Fließpressen gegen die Stempelbewegung Fließpressen mit der Stempelbewegung
Herstellung von Tuben, Kapseln & Dosen; auch NE-Metalle oder aus weichem Stahl
Der Werkstoff wird als Zuschnitt eingelegt und kalt mit plötzlich aufgebrachten hohen Druck zum Fließen gebracht, durch die enge Kreisringöffnung zwischen Stempel und Matrize ausgequetscht.
Zur Begrenzung der Reibung, ist der Stempel leicht hinterarbeitet. Schmierung mit Graphit oder Talg.
reine Druckumformung
12. Strangpressen
vgl. Strangpressen ist eine Warmformgebung
Schmierung mittels Glasstaub
z.B.: Kabelummantelung
13. Kaltpressen von Metall
(= Gesenkformen ohne Anwärmen)
Zur Massenfertigung kleiner Teile (Schrauben, Muttern, Nägel, Kugeln, Rollen, Bolzen, ).
Umformen über sF mit relativ hohem Geschwindigkeitsschlag. Für alle zähe Werkstoffe geeignet,
weichgeglühte Stähle und NE-Metalle samt Legierungen.
Das Ausgangsmaterial ist ein möglichst glattes, blankes, porenfreies Material.
Verformung meist ohne Grat genaues Volumen vom Ausgangsmaterial
13.1. Kaltstauchen
Abgeschnittene Draht-, Stangenstücke werden gestaucht.
sonst Knickgefahr oder Faltenbildung im Faserverlauf
Guter Faserverlauf, hohe Oberflächengüte und Genauigkeit.
Im Allgemeinen 2- oder mehrteiliges Gesenk.
Reduziermatrize
Bei mehreren Arbeitsstufen wird auch zwischengeglüht.
13.2. Kaltpressen
; V = konst.
erforderlicher 2,3
Draht
Insbesondere für Außenformen (= äußere Formgebung)
14. Kalteinsenken
= für innere Formgebung
Ein gehärteter Stempel hoher Oberflächengüte wird unter ständig steigendem Druck mit geringer
Geschwindigkeit (0,1 - 10 mm/min) in das möglichst weichgeglühte Werkstück auf bestimmte
Tiefe eingepreßt.
Keine spanende Nacharbeit, hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte, nicht unterbrochener
Faserverlauf. Bei nicht zu großer verbleibender Wandstärke, kann die Verformung durch
seitliche/untere Aussparungen erleichtert werden. Das Werkstück wird meistens im allgemeinen
in der Matrize aufgenommen. Eine Einsenkanlage ist eine spezielle hydraulische Presse.
Bei Werkstoffen höherer Festigkeit kann die Verformung auch bei höherer Temperatur
(>150°C) erleichtert werden.
7. Kunststoffverarbeitung
7.1. Einteilung der Kunststoffe (FKI BS 118)
Makromolekulare organische Verbindungen mit den Stoffen (C, H, Cl, N, O)
3 Herstellungsverfahren:
- Polymerisation Thermoplaste
- Polyaddition Elastoplaste
- Polykondensation Duroplaste
Thermoplaste sind wiederholbar wärmebildsam.
Problem: Rückstellbestreben (BS 125)
Das Rückstellbestreben ist bei der Ausnutzung der optimalen Umformtemperatur (größte Dehnung dB)
stärker. Abhilfe kann durch eine etwas höhere Temperatur geschafft werden. Je größer das E-Modul
ist, umso steifer ist das Material.
Duroplaste werden bei Erwärmung zuerst plastisch, dann tritt eine Molekülverletzung (= Härtung)
ein irreversibel
KOPIE : Verarbeitung der Thermoplaste
7.2. Umformung von Thermoplaste
Thermoplaste sind wiederholbar wärmebildsam.
Sowohl die Verformung als auch die nachherige Abkühlung soll möglichst abgeschlossen sein,
sonst Wärmebruchgefahr.
7.2.1. Kalandrieren
Zur Herstellung von Halbzeuge (Folien, Platten, ). Vorerst wird Thermoplastgranulat auf dem Mischkalander plastifiziert. Zwei beheizte Walzen, eine davon läuft schneller. Auf der schneller laufenden Walze bildet sich ein Fell und wird als 'Puppe' abgenommen (gut durchgeknetet).
Diese wird dann in den Kalandern zu Folien oder Platten ausgewalzt (durch verschieden beheizte Walzenanordnungen).
Es gibt auch Kalander zum Beschichten.
Prägekalander:
Walzen sind profiliert
z.B.: für gerillte Tischtücher
Reckkalander:
nachfolgende Kaliber läuft mit höheren Geschwindigkeit höhere Festigkeit der Moleküle
7.2.2. Spritzguß
Der Thermoplast wird als Granulat oder Pulver einem beheizten Schneckenzylinder zugeführt,
Schnecke läuft langsam um, im vorderen Bereich sammelt sich die plastische Masse, durch jeweils einmalige Kolbenverschiebung der Schnecke wird die zwei oder mehrteilig gekühlte Werkzeugform über die Düsenöffnung gefüllt. Ausbringen nach ausreichender Abkühlung des Werkstücks.
teures Werkzeug nur für große Stückzahl
7.2.3. andere Gießverfahren
Herstellung von Folien durch Vergießen aus Schlitzdüsen, von Kunststofflösungen auf polierte Trommeln oder Bänder. Lösungsmittel verdampft, überbleibende Folie wird abgezogen.
Herstellung von Linsen, Prismen, Plexiglas,
Schleuderguß:
für Rohrherstellung
Strangguß:
eignet sich bei der Stahlerzeugung besser
Herstellung von GFK (glasfaserverstärkte Kunststoffe) siehe später
7.2.4. Extrudieren
Herstellung von Rohren, Bänder, Platten, Folien, Profile, Vollstäbe, Kabelummantelung,
Die langsame Umdrehung der beheizten Schnecke preßt das plastifizierte Granulat durch die wassergekühlte entsprechend geformte Düse zum endlosen Halbzeug. Vor der Düse befindet sich eine Lochplatte als Stauplatte. Für Hohlkörper bzw. Flaschen wird der extrudierte Schlauch noch im warmen Zustand aufgeblasen und legt sich in eine zweiteilige Hohlform.
7.2.5. Beschichten
von Bleche, Textilien, Papier,
wasserfest, korrosionsbeständig, widerstandsfähig
7.2.5.1 Wirbelsintern (BS 141)
Für metallische Werkstücke
Kunststoffpulver wird durch Preßluft Düsenboden) in Schwebe gehalten. Die Werkstückstemperatur liegt über der des Pulvers. Die Schichtdicke ist von der Zeit abhängig.
7.2.5.2 Flammspritzen
Das Kunststoffpulver wird in einem Brenner geschmolzen und mit Druckluft auf das Werkstück gespritzt.
7.2.5.3 Beschichten von Textil- und Papierbahnen
- Streichmaschine/Rakel (Abb 514)
Schichtdicke entsprechend der Spalteneinstellung
- mittels Breitschlitzdüse eines Extruders
- mittels Kalanderwalzen
2. Teil beheizt
- Impregnieren
für Textilien
Textilband läuft durch die Impregniermasse durch, ein Walzenpaar quetscht die
überflüssige Masse weg.
7.2.6. Schweißen (BS 134)
praktisch ein Preßschweißer; Wärmezufuhr mittels Heißluft, Strahler, Reibung oder Ultraschall
oder durch elektischen Widerstand zäh, teigiger Zustand
Bei der Stumpfnat eine Natvorbereitung
Kunststoffdraht als Zusatzstoff
7.2.7. Umformen von Halbzeugen
Zuerst Erwärmen der Platte bzw. Folie durch Luft, den Heizstrahler genügend hoch erwärmen
(Rückstellverfahren)
I) Abkanten, Biegen, Prägen, Stauchen, Tiefziehen, (wie bei metallischen Werkstoffen)
II) Streckziehen
Kunststoffplatte wird allseitig angespannt und behält nur dort die Wandstärke.
a) mit Stempel
Der Stempel wird beheizt, die Wand wird unmittelbar beim Stempel vermindert.
b) Blasen ohne Negativwerkzeug
Druck bzw. Geschwindigkeit der Luft bestimmt die Umformkraft.
c) Blasen mit Negativwerkzeug
Herstellung von Flaschen aus extrudierten Schläuchen oder auch aus 2 erwärmten Folien (Platten).
d) Saugen mit Negativwerkzeug
für größere Stücke, gut definierte Endform
7.3. Spanabhebende Formgebung
insbesondere Sägen, Bohren, Drehen
Schnittwinkel, Schnittgeschwindigkeit (vs), Vorschub, Kühlung, werkstoffabhängig
gute Kühlung beim Bohren von tiefen Löchern (Wärmestau)
Drehen mit abgerundetem Stahl
gute Spanabfuhr ist entscheidend
7.4. Verarbeitung der Duroplaste
Verwendet werden Kunstharze mit Füllstoffe und zusätzlich mit Härtemittel.
7.4.1. Gießen
Metall-, Holz- oder Gipsform (2-teilig)
Die flüssige Masse wird ohne Druck vergossen, verwendet werden warm- oder kalthärtende Gießharze.
Aushärtung durch Wärmezufuhr oder Härterzugabe; die Form wird mit Trennmittel bestrichen.
Anwendungen:
Blöcke, Stangen, Scheiben, Zahnspangen, Spulen, Schaumstoffe, Spielzeug,
7.4.2. Formpressen
Ober- und Unterteil ist beheizt, der Preßstoff wird als Granulat, Pulver oder besser als vorgepreßte und erwärmte Tablette eingebracht. Der Kunststoff erwärmt sich in der Form und wird plastisch.
Der Preßdruck beträgt 300 - 1000 bar. Unter vollem Druck und weiterer Wärmezufuhr erfolgt nach einer
bestimmten Zeit die Härtung. Nach der vorgeschriebenen Härtezeit wird das Werkstück
ausgebracht (mit Ausstoßer), Silikon als Trennmittel.
2 Ausführungen:
- Füllform
mit genau bestimmten Volumen
- Abquetschform
Überschuß wird als Grat durch enge Spalten ausgetrieben und später abgetrennt,
keine konstanten Wandstärken, sehr teures Werkzeug, nur für große Stückzahlen.
Es können auch Metalle mit eingepreßt werden, die vorher eingelegt werden.
Innen- und Außenform haben eine leichte Neigung, Ausführung von konstanter
Wandstärke möglich. Wandstärken > 1mm möglich, zu dicke härten schlecht !!
7.4.3. Spritzpressen
Die Form besteht aus dem Füllraum (vorgewärmte Tablette) mit Stempel und dem eigentlichen Formraum die durch die Einspritzdüse verbunden sind. 400 - 500 bar. Für kleinere komplizierter Massenteile, auch mit dickerer Wandstärke.
Form aus hochwertig legiertem Einsatzstahl oder Nitrierstahl hoher Oberflächengüte. Polierte, glatte Oberfläche für (hochglänzende WS). Sehr geringe Aushärtezeiten, geringe Arbeitszeit pro Stück.
7.4.4. Schichtpressen
Erzeugung von Hartpapier (Phenoplaste). Zellstoffpapier oder auch Gewebebahnen werden mit
Melaminharz (Aminoplaste) impregniert, in mehreren Schichten zwischen polierte Preßbleche gelegt
und mittels Heizplatten gepreßt Dekorplatten (oberste Papierbahn hat das Design)
Erzeugung von Hartpapierrohre durch Wickeln eines impregnierten Papierbandes über einen Dorn,
von außen drücken beheizte Walzen.
Fertighärten im Ofen, dann Abziehen.
KOPIE : Verarbeitung der Duroplaste
Verarbeitung glasfaserverstärkter
Kunststoffe
7.5. Verarbeitung glasfaserverstärkter Kunststoffe
Reines Gießharz (Polyester) hat eine begrenzte Festigkeit für geforderte Beanspruchung armiert
man mit gesponnenen Glasfasern (<1mm) als endlosen Faden oder gestückelt als Stapelfaser oder meist als Strang von bis zu 120 Fäden: Roving
Rovingfäden werden zum Gewebe oder zu Stücke als Kurzfaser oder zu diverse Matten geschnitten oder zu Werkstücke gewickelt. Die Glasfaser nimmt die Beanspruchung/Kraft auf, das Harz ist das Bindemittel (Zusammenhalt mittels Adhäsion), insbesondere Zugbeanspruchung (für Innendruckbehälter)
Bei größeren Wandstärken ergibt sich auch eine Formstabilität (Schiffskörper).
Die Harze werden mit Beschleunigerlösung versetzt; erst vor der Verarbeitung wird die Härterlösung beigesetzt. Härter und Beschleuniger dürfen NICHT ohne Harz in Berührung kommen
(starke Wärmereaktion).
Nach dem Mischen beginnt die Gelierzeit Verarbeitung
Danach erfolgt die Aushärtung durch Wärmeeinwirkung. Durch Wärmezufuhr kann die Aushärtezeit stark verkürzt werden (Wärmestrahler, heißes Wasserbad). Die Aushärtung erfolgt durch
Polymerisation, Polyaddition und Polykondensation.
Kesselformel:
Wandstärke von Behälter und Rohre
a) Längsschnitt:
Aproj
'Kesselformel'
b) Querschnitt:
7.5.1. Wickelverfahren
Zur Herstellung von Hohlkörper, wie Rohre, Behälter.
Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, jedoch geringe Formstabilität Beschädigungsgefahr
Die Rovings werden mit Harz getränkt und auf einer Wickelanlage über eine Form gewickelt
(Kern/Dorn wird abgezogen), Harzanstrich und Aushärten.
Die Wickelteilung bzw. die Anzahl der Rovings pro mm/cm, kann der geforderten Festigkeit angepasst werden.
Def:
Wandstärke eines homogenen Behälters
s = s . s [N/mm] F zul. Zugkraft/Roving
n Rovings/mm bzw. Rovings/cm
N/mm² mm
s = n . F
Bsp:
Fzul= 80 N/Roving
pi = 8,5 barü
N/mm² mm
N/mm² mm N/Roving [Kraft/Längenerstreckung des Kessels]
bar mm
7.5.2. Handauflegeverfahren
Zur Herstellung von großflächiger Teile.
Prototypen von Karosserien, Bootskörper (kleine Stückzahl). Auf die Auflegeform wird eine Trennmittelschicht gesprüht, dann wird eine Harzfeinschicht aufgestrichen, Glasfasermatten lagenweise aufgelegt, mit Harzpinsel eingetränkt und eine Deckschicht wird drübergestrichen.
Aushärten mittels Härterzusatz und meist ohne Wärmezufuhr, keine genaue Wandstärke.
Auf der Auflegeseite ist die Form glatt, ansonst rauh.
7.5.3. Niederdruckverfahren
Auf die Lagen, Glasfasermatten und Harz, wird eine Dichtfolie aufgelegt, unterhalb wird die Luft abgesaugt oder mittels Luftdruck von oben. Dadurch werden beide Oberflächen glatter.
7.5.4. Preßverfahren
geschlossene beheizte Preßform
Glasseidengewebe, eventuell schon in der Form des Werkstückes gewebt, wird eingelegt und wieder mit Gießharz übergossen (per Hand).
Dann schließen und pressen der Form; für große Stückzahl (>2000), Form sehr teuer.
7.5.5. Schleuderverfahren
Zur Rohrherstellung (ähnlich wie beim Schleuderguß).
Zuerst wird von außen eine Harzschicht in die Form eingegossen, dann wird das Verstärkungsmaterial eingelegt und anschließend wird eine Innenharzschicht eingeschleudert.
7.5.6. Faserspritzverfahren
Eine Spritzpistole mit Schneidwerk für Glasfaserstränge, Behälter für Harz und Härter, Mischung wird gemeinsam aufgesprüht, die Wandstärke ist variabel (nicht konstant zu halten).
für Auskleidungen, Dichtungen, Wärmedämmung,
7.5.7. Profilziehverfahren
Für Voll- oder Hohlprofile beliebiger Länge, Durchziehen von Rohren.
Harzgetränkte Glasseidengewebe werden durch eine beheizte Ziehdüse gezogen Aushärten vom Profil
8. Spanlose Gewindefertigung
Grundidee:
keinen unterbrochenen Faserverlauf, Kerbwirkung verhindern
8.1. Allgemeine Merkmale
d0 1,05 d2 Rohlingdurchmesser
d Gewindenenndurchmesser
d2 mittlerer Flankendurchmesser
j mittlerer Steigungswinkel
p Steigung
Das verdrängte Material des Gewindegrundes bildet die Spitzen.
VT:
ungebrochener Faserverlauf, daher hohe Dauerbelastbarkeit (Dauerbruchgefahr ist geringer);
sehr hohe Oberflächengüte, höhere Verschleißfestigkeit (durch die Kaltverformung / Kaltverfestigung), kein Materialabfall
8.2. Gewindewalzen mit Rundwerkzeuge
8.2.1. Einstechverfahren
L Gewindelänge
Der Rohling-Bolzen wird entsprechend der geplanten Gewindelänge eingelegt. Die verschiebbare Gewinderolle (meist hydraulisch) wird rasch (etwa 45° Drehung) auf die volle Gewindetiefe zugestellt, nach etwa 1,3-1,5 Werkstückumdrehungen ist der Vorgang fertig/beendet. Walzen sind aus gehärtetem legiertem Stahl., 60-100 U/min, Spitze über Lücke (= Anordnung der beiden Walzen)
NT:
für jede Gewindegröße ist ein eigenes Walzenpaar notwendig (mit Steigung, , Steigungswinkel, Gewindeprofil), Walzen- und Werkstückachsen parallel
8.2.2. Durchlaufverfahren
Zwei Gewindewalzen mit steigungslosen Gewinderillen werden zueinander um 2j schräggestellt, drehen sich in die selbe Richtung, Zustellung auf die volle Gewindetiefe das auf einer Auflage seitlich zugeführte Werkstück wird schraubenförmig durchgewalzt Gewinde (vergleiche Punktberührung der mittleren Zylinder D2, d2).
Verwendung für lange Gewindestangen von denen Werkstücke abgestochen werden. Mit einem Walzenpaar können mehrere Feingewindedurchmesser des selben Gewindeprofils durch Variation von j gerollt werden.
Gewinderollköpfe (3x120° versetzt, um j schräggestellten zustellbaren Gewinderollen) arbeiten ähnlich wie Gewindeschneidköpfe nur spanlos.
8.3. Walzen und Flachbacken
Ein Backenpaar bestimmt nur 1 Gewinde. Einstellung so, daß bei Beginn des Vorganges die
Spitze über der Lücke steht.
8.4. Gewinde-Furchn
= spanloses Gewindebohren
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